甲壳素类液晶高分子的研究--用CD谱研究N-邻苯二甲酰化壳聚糖溶致胆甾相的形成临界浓度

N邻苯二甲酰化壳聚糖在多种常见有机溶剂中能形成胆甾液晶相.用圆偏光二向色性谱(CD)研究了N邻苯二甲酰化壳聚糖的DMF、DMSO、DMAC和吡啶4种溶剂体系,在形成溶致胆甾液晶相前后的手性变化信息.CD谱图上观测到两类吸收,即在400nm附近较宽的吸收和330nm附近较尖锐的吸收.前者归属于胆甾相层片的超分子螺旋构象,而后者可以归属于分子链的螺旋构象.圆偏光二向色性可以作为测量胆甾液晶临界浓度的一种手段,它能捕捉到胆甾螺旋层片出现那一瞬间的浓度,以CD谱上在波长400nm左右刚出现肩峰的浓度为临界浓度,其值均比偏光显微镜法低1%,说明其灵敏度比偏光显微镜法高,且避免了偏光显微镜法的某种主观性.分别用两种方法旋转玻片进行CD测试,结果证明线性二向色性分量和双折射分量对胆甾层片螺旋的CD信号强度没有大的影响.     

乙基纤维素液晶的螺旋性质及影响因素的研究

以乙基纤维素／丙烯酸体系为例，对乙基纤维素液晶的胆甾相性质及其影响因素进行了研究，测定了体系胆甾相结构的螺距。结果表明，乙基纤维素／丙烯酸液晶体的螺旋方向为左旋，随溶液液浓度的增大，胆甾相结构的螺距减小。胆甾相结合的螺距还明显地受到温度，压力、溶剂组成，高分子掺杂等因素的影响。     

电场对聚肽液晶相行为的影响

聚合物液晶的相转变不仅可以通过溶液温度或聚合物的浓度的改变来实现,也可以通过施加外电场、磁场等取向场来达到．在二氧六环、氯仿、间甲酚等支持聚肽a一螺旋构象的溶剂中,当PBLG(聚L-谷氨酸γ-苯甲酯)达到一定的浓度会形成胆甾型溶致液晶．对这种液晶施加强度足够     

过氧键的圆二色谱

青蒿素(1)的圆二色谱(CD)在229nm有极小值(图1);但在260nm处还有一个钝的极大值,乍看起来好象是由正Cotton效应所引起.有一些饱和内酯由于在液相中有两种构象同时并存,每个构象具有相应的Cotton效应(往往符号相反),从而可以显示与1相仿的CD,即所谓双值(bisignate)现象.但这种双值的长波极值一般都低予240nm,因此图1中260nm的极大值很难用双值现象加以解释.我们考虑,它很可能与分子中的过氧基团有关.     

具有宽波反射特性的胆甾相液晶固体薄膜材料的研究

采用两步聚合法得到了具有宽波反射特性的固体胆甾相液晶薄膜,首先通过聚合物稳定胆甾相液晶制备了螺旋结构的高分子网络,然后灌入具有不同螺距的可聚合的胆甾相小分子液晶单体混合物,经紫外光照射聚合后获得了能够反射可见光区(450～780 nm)覆盖红蓝绿三色光的胆甾相液晶固体薄膜.扫描电镜测试结果表明,胆甾相液晶固体薄膜的断面...     

分子量对壳聚糖溶致液晶性的影响

三种不同分子量的壳聚糖[脱乙酰度均为(84±1)%]在二氯乙酸溶液中都呈现胆甾型溶致液晶相.临界浓度随分子量增加而降低,但均比同样聚合度的甲壳素的高.用偏光显微镜法和激光小角散射法测得的胆甾液晶相的螺距很相近,在浓度相同时,其值随分子量的增加而减小.     

氰乙基羟丙基壳聚糖的溶致和热致液晶性研究

从壳聚糖出发先羟丙基化再氰乙基化,合成了氰乙基羟丙基壳聚糖(羟丙基的摩尔取代度为3.2,氰乙基的取代度为1.0).氰乙基羟丙基壳聚糖(CNHPCS)和羟丙基壳聚糖(HPCS)两者都有胆甾型溶致液晶性,浓溶液呈现指纹状织构.在二氯乙酸中,前者的临界浓度(29%,质量分数,下同)高于后者(17%).这一结果可以用引入氰乙基增加了分子间作用力从而使得链刚性增加来解释.CNHPCS在熔点193℃和分解温度220℃之间很窄的温区内观察到有热致液晶胆甾相.CNHPCS固体膜的胆甾相螺距采用激光小角光散射法测定,结果与偏光显微镜测得的数值一致.     

纤维素共混型液晶的光学性能与结构

利用紫外-可见分光光度计, X射线衍射仪与偏光显微镜研究了乙基纤维素(EC)与羟丙基纤维素(HPC)共混型胆甾液晶. 研究发现: 质量百分浓度相同时, 共混纤维素胆甾型液晶的最大反射波长与螺距随着共混物中HPC含量的增加而增大. XRD实验结果表明共混型纤维素液晶螺距增大与液晶体系中分子层间的距离增大相关. 可以利用该现象来调控纤维素胆甾型液晶的光学性能与螺距.     

胆甾相液晶结构色的光调控

胆甾相液晶是一类具有周期性螺旋超结构的软光子晶体,能够选择性地反射不同波长的光产生结构色.在向列相液晶中掺杂光响应手性分子是制备光响应胆甾相液晶的普遍方法.在外界光源的刺激下,光响应手性分子的空间结构改变,诱导螺旋超结构的螺距发生变化,从而调控胆甾相液晶的结构色,因此光响应胆甾相液晶在滤光器、传感器、可调光学激光器和动态显示等领域具有广阔的应用前景.总结了不同光响应手性分子构筑的胆甾相液晶体系,分析了手性分子结构设计对胆甾相液晶结构色调控的影响,最终讨论了光响应胆甾相液晶目前面临的挑战以及未来的发展方向.     

聚甲基丙烯酸羟丙二异氰酸胆甾酯共聚物(PCHPM)的合成、结构与性能研究——Ⅱ.PCHPM的光学性质

本文详细研究了以甲基丙烯酸甲脂为主链,带有胆甾侧链的梳型聚合物(PCHPM)的光学性质及螺旋结构。在一定条件下,侧链上的胆甾基团可自由取向,形成胆甾型液晶。通过比旋光率、红外圆二向色性吸收及大角光散射的研究,给出了PCHPM的螺旋结构的螺距尺寸及其与共聚物组成的关系。     

胆甾相液晶螺旋方向的光调控

光响应胆甾相液晶是一类在光刺激下通过改变液晶分子排列调控光学特性的智能“软”光子晶体材料,其分子自组装形成周期性螺旋结构,选择性地反射与自身螺旋方向相同的圆偏振光。近年来,利用光刺激诱导胆甾相液晶在左手螺旋和右手螺旋之间发生螺旋翻转的研究引起了广泛关注。胆甾相液晶的螺旋翻转能够改变反射光的圆偏振特性,有望拓展光子晶体材料在可调节滤光器、防伪与加密技术、圆偏振激光器、三维显示等领域的潜在应用。本综述重点关注光响应胆甾相液晶螺旋翻转的研究进展;总结了调控胆甾相液晶螺旋方向的两种主要策略：(1)直接引入螺旋性可逆转变的光响应手性分子开关,(2)利用光响应手性分子开关和与之螺旋性相反的手性掺杂剂之间的手性竞争;分析了分子空间构型转变对调控螺旋翻转程度的影响;并讨论了不同材料体系面临的挑战以及未来的发展方向。     

螺旋构象的微环境效应——在二甲基亚砜-水二元溶剂中糖淀粉的疏水-亲脂包结作用

本文利用表面张力、粘度、电子吸收光谱、电导和旋光谱等方法,研究了在二甲基亚砜(DMSO)-水混合溶剂中糖淀粉的大分子构象及其与极性探针——N-乙基-4-十六烷氧羰基-吡啶盐碘化物(1)相互作用而形成螺旋包结结合物的结果。文中指出,随溶剂DMSO含量的减少,糖淀粉分子构象从僵直链的规整螺旋转变至由无规线团区连结的松弛和扩展的螺旋,伴随着粘度和旋光谱的明显变化。糖淀粉与1的相互作用机制随溶剂组成变化而不同。当溶剂中DMSO的体积分数Φ_(DMSO)在大于0.70左右的区域时,作用方式类似于偶氮染料,是缔合定位于螺旋区的外围;小于此区域,则受物进入螺旋内穴而形成螺旋包结络合物,旋光谱的研究结果表明此时受物1在其紫外吸收峰位置出现新的负Cotton效应,即处在高手征性环境中的非手征性受物1被诱导出不对称性。由表面张力-浓度曲线,电导等方法测定的包结络合平衡数据给出,特性解离常数K_d~*与溶剂组成关系极大,包结驱动力系自本体相转移至非极性相的疏水-亲脂相互作用,得出的最大包结部位数小于30,也支持了形成螺旋包结物的结论。     

海藻糖抑制淀粉质多肽42构象转变的分子动力学模拟

应用分子动力学模拟方法研究了海藻糖抑制淀粉质多肽42(Aβ42)构象转变的分子机理.结果表明,海藻糖溶液浓度对Aβ42构象转变具有非常重要的影响.在水和低浓度海藻糖溶液(0.18mol·L-1)中,Aβ42可由初始的α-螺旋结构转变成β-折叠的二级结构;但海藻糖浓度为0.37mol·L-1时即可有效抑制Aβ42的构象转变.这是因为海藻糖利用其优先排阻作用使水分子在多肽周围0.2nm内富集,而其自身却在距离多肽0.4nm的位置附近团聚.另外,海藻糖还可通过降低多肽间的疏水相互作用,减少多肽分子内远距离的接触,有效抑制多肽的疏水塌缩和构象转变.上述分子模拟的结果对于进一步合理设计阿尔茨海默病的高效抑制剂具有非常重要的理论指导意义.     

无规聚丙烯腈纤维热处理过程相转变行为的同步辐射研究

使用在线同步辐射广角X射线衍射(WAXD)和原位变温傅里叶红外(FTIR)研究了无规聚丙烯腈(at-PAN)纤维热处理过程中晶区的相转变行为.研究发现,WAXD图像中由(110)晶面衍射形成的衍射弧在加热过程中其q值随温度的变化速率不完全一致,在110℃存在突变点,此温度下晶区的热膨胀率从4.15×10-4nm/K(α1)突变为1.13×10-3nm/K(α2),同时DSC曲线在110℃附近出现放热峰,说明发生了晶胞结构转变.通过升温FTIR测试发现1230 cm-1和1250 cm-1处吸收峰的相对强度随热处理过程也发生变化,两峰峰强分别对应纤维中31螺旋构象与平面锯齿构象的相对含量,通过C=I1250/I1230与热处理温度的关系发现C值在110℃突然急剧减小,说明at-PAN纤维晶区分子链在110℃附近发生了平面锯齿构象向31螺旋构象的剧烈转变,而正是由于这种转变导致晶区层间距的变化使得WAXD图像中衍射弧的位置随温度变化速率不一致,即相转变行为是由分子链构象的变化引起的.     

乙烯基二联苯单体的螺旋选择性自由基聚合

为了深入理解乙烯基二联苯单体自由基聚合过程中的手性传递,进行了手性单体(+)-2-[(S)-异丁氧羰基-5-(4′-己氧基苯基)苯乙烯、非手性单体2-丁氧羰基-5-(4′-己氧基苯基)苯乙烯的均聚反应及它们二者的共聚反应,探讨了聚合温度和溶剂性质对手性单体均聚物旋光活性、手性单体含量对共聚物旋光活性以及聚合反应溶剂的超分子手性对共聚物旋光活性的影响.研究发现,降低聚合温度、采用液晶性反应介质有利于得到旋光度大的聚合物;少量手性单体的引入即可诱导共聚物形成某一方向占优的螺旋构象,比旋光度随手性单体的含量增加呈线性增长;在胆甾相液晶中制备的非手性单体聚合物不具有光学活性.这些结果表明,该类乙烯基二联苯聚合物具有动态螺旋构象,其光学活性主要依赖于主链的立构规整度和侧基不对称原子的手性.     

热处理对高温煎煮和低温酶法提制绿茶多糖的影响

采用复合酶法提取和二乙基氨基乙基（DEAE）-纤维素52（DE-52）柱层析纯化制得茶多糖复合物TPC-1;采用煎煮提取、Sephadex G-200柱层析纯化获得茶多糖(TPC)复合物TPC-2。 高效液相凝胶渗透色谱 蒸发光散射检测表明,TPC-1和TPC-2经98 ℃水浴处理5 h后,TPC-1的主要均一性组分TPC-1a裂变为TPC-1a-1和TPC-1a-2 2个组分;圆二色（CD）谱显示TPC-1在194 nm呈现1个正Cotton效应峰,热处理后在216 nm处增加1个正Cotton效应峰;TPC-2经热处理后其中2种均一性组分TPC-2a和TPC-2b未变化,CD谱显示TPC-2在203、215和272 nm处均呈现显著的的正Cotton效应峰,经热处理后前2个峰消失。 98 ℃水浴热处理改变了低温复合酶法提制的茶多糖复合物TPC-1溶液构象和均一性组分的分布,未改变沸水煎煮提制的TPC-2的均一性组分的分布和凝胶色谱行为,但影响了其溶液构象。     

乙基醋酸纤维素液晶相的织态结构观察

乙基醋酸纤维素/二氯乙酸胆甾型液晶溶液的液晶相和各向同性相在两相共存时,表现出明显的相分离行为。在胆甾相中,液晶相的织态结构随浓度而变化,可以形成园盘结构、油纹结构以及取向微区的无规堆集结构。在前两种结构中,分子链排列层垂直于玻片表面,螺旋结构的轴向与玻片表面平行。     

α-单取代环十二酮构象转换的溶剂效应和温度效应

利用1H NMR技术研究了α-单取代环十二酮的α-边外取代[3333]-2-酮构象(A)和α-角顺取代[3333]-2-酮构象(B)相互转换的溶剂效应和温度效应.结果显示,一般情况下随着溶剂极性的增加,构象B的含量增加,这可以解释为构象B较构象A有较大的偶极矩.当分子中的取代基能与羰基形成分子内氢键时,情况则相反,随着溶剂极性的增加,构象B的含量降低,这可以解释为构象B的分子内氢键的减弱.结果还显示,温度的升高有利于两个构象的相互转换而达到新的平衡.     

含手性亚胺侧基聚苯乙烯衍生物的设计及其在酸碱诱导下的手光响应性质

以N-(2-羟基-1-萘基)亚甲基-(S)-α-苯基乙胺为模型分子,考察了脱质子前后该手性Schiff碱溶液手光性质的变化,利用DFT计算探讨手光信号反转机理.结果表明,手光反转源于分子内氢键的断裂与形成及伴随的C—C单键旋转所引起的构象转变,且前后2种构象处于拟对映关系.这一发现意味着通过单键旋转操控分子构象转变可作为构建手性开关的一种有效途径.在此基础上设计、合成了苯乙烯型手性功能单体(VNP)及相应的光学活性聚合物.由于邻位基团的协同效应,聚合物的手光性质对酸碱刺激表现出比单体更灵敏的响应性和可重复性.当循环加入H+和OH-时,聚合物溶液的CD信号(382 nm处的Cotton效应)以"ON"-"OFF"方式发生可逆转变,以此为输出信号可无损耗重复至少5次,实现了通过酸碱调控的无损输出的新型聚合物基手性开关.此外,基于该手性开关体系构建了典型的"禁阻"(IHIBIT)分子逻辑门.     

(E)-(5-(4-(二苯基胺)苯乙烯基)二噻吩并[2,3-b∶3′,2′-d]噻吩基)-2-亚甲基丙二腈的聚集态发光现象的研究

本文报道了对一种电子给体-受体化合物(E)-(5-(4-(二苯基胺)苯乙烯基)二噻吩并[2,3-b∶3′,2′-d]噻吩基)-2-亚甲基丙二腈(TPA-DCST)的合成与光谱学行为的研究。化合物TPA-DCST的分子结构中含有强电子给体(三苯胺)与强电子受体(二氰基乙烯)两个部分,并由二噻吩并[2,3-b∶3′,2′-d]噻吩作为共轭桥将电子给体与受体相连接。在合成方面,采用Wittig反应将三苯胺通过双键与二噻吩并[2,3-b∶3′,2′-d]噻吩相连接、醛基化,并与并二腈经Knoevenagel缩合反应合成目标产物。产物通过了核磁氢谱、碳谱、红外以及高分辨率质谱的确认。光谱方面,主要考察了该化合物的吸收与荧光行为。其最大吸收峰位在412nm左右,归属于π-π*跃迁。在非极性溶剂正己烷中表现出来自分子间聚集而形成的聚集态荧光(550nm),并通过了单分子在CTAB胶束([c]=1.02×10-2 mol/L)的发光(460nm)试验得到验证。溶剂效应表明,该化合物没有出现典型的ICT态的发光现象,其原因在于电子给体与受体相连的共轭桥单元,即二噻吩并[2,3-b∶3′,2′-d]噻吩不具有有效的共轭效应。浓度效应与温度效应进一步表明TPA-DCST分子易于产生分子间聚集态的发光。在THF-H_2O二元溶剂体系中呈现典型的聚集诱导(AIE)发光现象,发光峰位为692nm。随着TPA-DCST分子间的聚集程度的增加,聚集态的荧光出现大范围的红移,直至固体发光红移到710nm。TPA-DCST分子的聚集因素可能来自于疏脂作用、偶极-偶极相互作用等。